救災(zāi)功臣：直升飛機的制造技術(shù)

老鷹

這次四川大地震，直升飛機在空投人員和救災(zāi)物資方面發(fā)揮了重大作用,。特別是在極為重要的頭幾天,，道路不通的情況下，沒有直升機簡直難以想象,。
總是感覺直升機數(shù)量太少,。后來從社交中心   的四川大地震選吧   里討論中才聽個別高手說，直升機制造技術(shù)很不簡單，中國能趕上美國80年代水平就不錯了,。

' Y, ~; i: E% o+ H請高手們根據(jù)自己的知識和見解來談?wù)勚鄙龣C制造技術(shù)的相關(guān)問題,，如果能奉獻一些資料更好。
希望我國能制造出更多更好的直升飛機,！

老鷹

（一）直升機的發(fā)展簡史
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! T3 v/ {8 J+ _中國的竹蜻蜓
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: ^6 _, c) Z  E8 I9 q2 \中國的竹蜻蜓和意大利人達芬奇的直升機草圖,，為現(xiàn)代直升機的發(fā)明提供了啟示，指出了正確的思維方向,，它們被公認是直升機發(fā)展史的起點,。

竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”，這是我們祖先的奇特發(fā)明,。有人認為,，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右),。這種叫竹蜻蜓的民間玩具,，一直流傳到現(xiàn)在。
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6 ?( {& i* A' J* H6 o7 a現(xiàn)代直升機盡管比竹蜻蜓復(fù)雜千萬倍,，但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處�,，F(xiàn)代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,，帶動旋翼的發(fā)動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手,。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍，后面尖銳,，上表面比較圓拱,，下表面比較平直,。當氣流經(jīng)過圓拱的上表面時,，其流速快而壓力小,；當氣流經(jīng)過平直的下表面時,，其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個壓力差,，便產(chǎn)生了向上的升力,。當升力大于它本身的重量時，竹蜻蜓就會騰空而起,。直升機旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的,。
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《大英百科全書》記載道：這種稱為“中國陀螺”的“直升機玩具”在15世紀中葉，也就是在達芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設(shè)計圖之前，就已經(jīng)傳入了歐洲,。

《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道：“直升機是人類最早的飛行設(shè)想之一,，多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達芬奇，但現(xiàn)在都知道,，中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具,。”
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意大利達芬奇的畫

意大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設(shè)想并繪制了草圖,。
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/ j9 D8 ^; a9 s4 j+ N19 世紀末,，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達芬奇在1475年畫的一張關(guān)于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體,，看上去好象一個巨大的螺絲釘,。它以彈簧為動力旋轉(zhuǎn)，當達到一定轉(zhuǎn)速時,，就會把機體帶到空中,。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩,，以改變飛行方向,。西方人都說，這是最早的直升機設(shè)計藍圖,。

% }$ v, V! @* f6 E: s2 F* O; F人類第一架直升機
5 p! h1 ~6 Q8 _7 }: w& @) a: q) u0 k直升飛機
5 X  o  z/ S$ w0 ^. {/ a1907年8月,，法國人保羅?科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機，并在同年11月13日試飛成功,。這架直升機被稱為“人類第一架直升機”,。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空,，而且還連續(xù)飛行了20秒鐘,，實現(xiàn)了自由飛行。
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) L; H9 M/ h( W% t% @保羅?科爾尼研制的直升機帶兩副旋翼,，主結(jié)構(gòu)為一根V形鋼管,，機身由V形鋼管和6個鋼管構(gòu)成的星形件組成，并采用鋼索加強,，以增加框架結(jié)構(gòu)的剛度,。V形框架中部安裝一臺24馬力的 Antainette 發(fā)動機和操作員座椅。機身總長6.20米,，重260千克,。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼，每副旋翼有2片槳葉,。
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世界上第一種試飛成功的直升機
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1938年,，年輕的德國姑娘漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演,。這架直升機被直升機界認為是世界上第一種試飛成功的直升機。
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) B7 A# q( v5 B0 F+ ~7 y1936年,，德國�,？斯�司在對早期直升機進行多方面改進之后，公開展示了自己制造的FW-61直升機,，1年后該機創(chuàng)造了多項世界紀錄,。這是一架機身類似固定翼飛機，但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機,，它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起,，兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的,，用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上,。用自動傾斜器使旋翼旋轉(zhuǎn)平面傾斜進行縱向操縱，通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現(xiàn)偏航操縱,。旋翼槳葉總距是固定不變的,，通過改變旋翼轉(zhuǎn)速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩(wěn)定性,。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置,，在旋翼旋轉(zhuǎn)過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度,，以實現(xiàn)飛行方向控制,。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米,。動力裝置是一臺功率140馬力的活塞發(fā)動機,。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里,，航程200公里,，起飛重量953千克。

8 {' ?- p# e  `9 |第一架實用直升機
1939年春,，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設(shè)計工作,，同年夏天制造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機,，裝有三片槳葉的旋翼,，旋翼直徑8.5米，尾部裝有兩片槳葉的尾槳,。其機身為鋼管焊接結(jié)構(gòu)，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置,。起落架為后三點式,，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一臺四氣缸、75馬力的氣冷式發(fā)動機,。這種單旋翼帶尾槳直升機構(gòu)型成為現(xiàn)在最常見的直升機構(gòu)型,。

自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進行改進,，逐步加大發(fā)動機的功率,。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行,，當時安裝了90馬力的富蘭克林發(fā)動機,。
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) @5 l" l) X0 Q3 t& `世界上第一種投入批生產(chǎn)的直升機
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3 }; m) ?+ s* n" @8 k7 |R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研制的一種2座輕型直升機,是世界上第1種投入批量生產(chǎn)的直升機，也是美國陸軍航空兵,、海軍,、海岸警衛(wèi)隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機,。

$ @6 K1 i) ~, o; V; b2 Y該機的公司編號為VS-316,，VS-316A。美國陸軍航空兵的編號為R-4,，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的編號為HNS-1,，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly),。
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早期的活塞式發(fā)動機和木質(zhì)槳葉直升機

) `; C  K7 D0 C& w* Z/ v* u  \5 l) e: _在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發(fā)展的第一階段,，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19,、貝爾47,；蘇聯(lián)的米-4、卡-18,；英國的布里斯托爾-171,；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機,。

5 j( K# k- o% @貝爾47是美國貝爾直升機公司研制的單發(fā)輕型直升機,，研制工作開始于1941年，試驗機貝爾30于1943年開始飛行,，1945年改名為貝爾47,，1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機,。該機是單旋翼帶尾槳式布局,、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩(wěn)定桿,，與槳葉呈直角,。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱,。尾梁后部有兩個槳葉的全金屬尾槳。
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$ I; p0 W- Y1 }" j# j# B9 L卡-18是蘇聯(lián)卡莫夫設(shè)計局設(shè)計的單發(fā)雙旋翼共軸式輕型多用途直升機,，于1957年年中首次飛行,，此后不久投入批生產(chǎn)。采用兩副旋轉(zhuǎn)方向相反的3槳葉共軸式旋翼,，槳葉為木質(zhì)結(jié)構(gòu),。裝1臺275馬力的九缸星形活塞式發(fā)動機。機身為鋼管焊接結(jié)構(gòu),，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁,。座艙內(nèi)可容納1名駕駛員和3名旅客。采用四輪式起落架,，前起落架機輪可以自由轉(zhuǎn)向,。
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這個階段的直升機具有以下特點：動力源采用活塞式發(fā)動機，這種發(fā)動機功率小,，比功率低(約為1.3千瓦/千克),，比容積低(約247.5千克/米3)。采用木質(zhì)或鋼木混合結(jié)構(gòu)的旋翼槳葉,，壽命短,，約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型,，槳尖為矩形,，氣動效率低，旋翼升阻比為6.8左右,，旋翼效率通常為 0.6,。機體結(jié)構(gòu)采用全金屬構(gòu)架式，空重與總重之比較大,，約為0.65,。沒有必要的導(dǎo)航設(shè)備，只有功能單一的目視飛行儀表,，通信設(shè)備為電子管設(shè)備,。動力學(xué)性能不佳，最大飛行速度低(約為200千米/小時),，振動水平在0.25g左右,，噪聲水平約為110分貝，乘坐舒適性差,。

渦軸發(fā)動機和金屬槳葉直升機

20 世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發(fā)展的第二階段,。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1,、貝爾204/UH-1,，蘇聯(lián)的米-6,、米-8,、米-24,，法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現(xiàn)專用武裝直升機,，如AH-1和米-24,。這些直升機稱為稱為第二代直升機。
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% s& s; E5 o+ C1 b) r這個階段的直升機具有以下特點：動力源開始采用第一代渦輪軸發(fā)動機,。渦輪軸發(fā)動機產(chǎn)生的功率比活塞式發(fā)動機大得多,，使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發(fā)動機的比功率約為3.62千瓦/千克,，比容積為294.9千瓦/米3左右,。直升機旋翼槳葉由木質(zhì)和鋼木混合結(jié)構(gòu)發(fā)展成全金屬槳葉，壽命達到1200飛行小時,。槳葉翼型為非對稱的,，槳尖簡單尖削與后掠，氣動效率有所提高,，旋翼升阻比達到7.3,，旋翼效率提高到0.6。機體結(jié)構(gòu)為全金屬薄壁結(jié)構(gòu),，空重與總重之比降低到0.5附近,。已采用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化,，以減小氣動阻力,。直升機座艙開始采用縱列式布置，使機身變窄,。性能明顯改善,，最大飛行速度達到200~250千米/小時，振動水平降低到0.15g左右,，噪聲水平為100分貝,，乘坐舒適性有所改善。
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第三代直升機

20世紀70年代至80年代是直升機發(fā)展的第三階段,，典型機種有：美國的S-70/UH-60“黑鷹”,、S-76、AH-64“阿帕奇”,，蘇聯(lián)的卡-50,、米-28，法國的SA365“海豚”,，意大利的A129“貓鼬”等,。

在這一階段,，出現(xiàn)了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學(xué)和其它問題,，這時也設(shè)計制造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533),。各國競相研制專用武裝直升機，促進了直升機技術(shù)的發(fā)展,。

這個階段的直升機具有以下特點：渦輪軸發(fā)動機發(fā)展到第二代,，改用了自由渦軸結(jié)構(gòu)，因此具有較好的轉(zhuǎn)速控制特征,，改善了起動性能,，但加速性能沒有定軸結(jié)構(gòu)的好。發(fā)動機的重量和體積有所減小,，壽命和可靠性均有提高,。典型的發(fā)動機耗油率為0.36千克/千瓦小時，與活塞式發(fā)動機差不多,。旋翼槳葉采用復(fù)合材料,，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，達到3600小時左右,。翼型不再借用固定翼飛機的翼型,，而是為直升機專門研制的翼型，即二維曲線變化翼型,。槳尖呈拋物線后掠,。槳轂廣泛使用彈性軸承，有的成無鉸式,。尾槳已開始采用效率高又安全的涵道尾槳,。旋翼升阻比達8.5左右，旋翼效率提高到0.7左右,。機體次結(jié)構(gòu)也采用復(fù)合材料制造,，復(fù)合材料占機體總重的比例通常為10%左右，直升機的空重/總重比一般為0.5,。對于軍用直升機,，特別是武裝直升機來說，提出了抗彈擊和耐墜毀要求,。美軍方提出了軍用直升機耐毀標準MIL-STD-1290,，已成為軍用直升機的設(shè)計標準。為滿足這些標準,，軍用直升機采用了乘員裝甲保護,，專門設(shè)計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統(tǒng)。電子系統(tǒng)已發(fā)展到半集成型,。直升機采用大規(guī)模集成電路通訊設(shè)備,、集成的自主導(dǎo)航設(shè)備、集成儀表,、電子式與機械式混合操縱機構(gòu)等,。機上的電子設(shè)備之間靠一條雙向數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，通過這條總線可進行信息發(fā)射和接收,。直升機采用混合布置的局部集成駕駛艙,。第一代夜視系統(tǒng)的使用使直升機具備了夜間飛行能力,。這種較為先進的半集成電子設(shè)備使直升機通訊距離顯著增大,，導(dǎo)航距離與精度明顯提高，儀表數(shù)量有所減少,，飛行員工作負荷得到減輕,，也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力，從而提高了直升機的整體性能,。動力學(xué)性能明顯提高,。直升機的升阻比達到 5.4，全機振動水平約為0.1g,，噪聲水平低于95分貝,，最大飛行速度達到300千米/小時。

現(xiàn)代直升機
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, y5 V' _9 r$ r1 F20世紀90年代是直升機發(fā)展的第四階段,，出現(xiàn)了目視,、聲學(xué)、紅外及雷達綜合隱身設(shè)計的武裝偵察直升機,。典型機種有：美國的RAH-66和S-92,，國際合作的“虎”、NH90和EH101等,，稱為第四代直升機,。
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這個階段的直升機具有以下特點：采用第3代渦軸發(fā)動機，這種發(fā)動機雖然仍采用自由渦軸結(jié)構(gòu),，但采用了先進的發(fā)動機全權(quán)數(shù)字控制系統(tǒng)及自動監(jiān)控系統(tǒng),，并與機載計算機管理系統(tǒng)集成在一起，有了顯著的技術(shù)進步和綜合特性,。第3代渦軸發(fā)動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時,，低于活塞式發(fā)動機的耗油率。其代表性的發(fā)動機有T800,、RTM322和RTM390,。槳葉采用碳纖維、凱芙拉等高級復(fù)合材料制成,，槳葉壽命達到無限,。新型槳尖形狀繁多,，較突出的有拋物線后掠形和先前掠再后掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應(yīng),，改善槳葉的氣動載荷分布,，降低旋翼的振動和噪聲，提高旋翼的氣動效率,。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應(yīng)用,，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復(fù)合材料，使結(jié)構(gòu)更為緊湊,，重量大為降低,，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5,，旋翼效率為0.8,。這個階段應(yīng)用了無尾槳反扭矩系統(tǒng)，其優(yōu)點是具有良好的操縱響應(yīng)特性,、振動小,、噪聲低，不需要尾傳動軸和尾減速,，使零部件數(shù)量大大減小,，因而提高了可維護性。復(fù)合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應(yīng)用,。直升機開始采用復(fù)合材料主結(jié)構(gòu),，復(fù)合材料的應(yīng)用比例大幅度上升，通常占機體結(jié)構(gòu)重量的 30~50%,。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37,。高度集成化的電子設(shè)備。計算機技術(shù),、信息技術(shù)及智能技術(shù)在直升機上獲得應(yīng)用,，直升機電子設(shè)備朝著高度集成化方向發(fā)展。這一時期的直升機,，采用了先進的增穩(wěn)增控裝置,，用電傳、光傳操縱取代了常規(guī)的操縱系統(tǒng),，采用先進的捷聯(lián)慣導(dǎo),、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備及組合導(dǎo)航技術(shù)，先進的通訊,、識別及信息傳輸設(shè)備,，先進的目標識別、瞄準、武器發(fā)射等火控設(shè)備及先進的電子對抗設(shè)備,，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術(shù),，并正向傳感器融合方向發(fā)展。機上的電子,、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過多余度數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連,，實現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術(shù),，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表,，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊,、導(dǎo)航,、飛行控制、敵我識別,、電子對抗,、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制,。采用這類先進的集成電子設(shè)備，大大簡化了直升機座艙布局和儀表板布置,，系統(tǒng)部件得到簡化,，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔,，改善了直升機的飛機品質(zhì)和使用性能,。直升機的全機升阻比達到6.6，振動水平降到0.05g,，噪聲水平小于90分貝,，最大速度可達到 350千米/小時。
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直升機的飛行原理

$ R7 }- q( d4 g, j直升機的頭上有個大螺旋槳,，尾部也有一個小螺旋槳,，小螺旋槳為了抵消大螺旋槳產(chǎn)生的反作用力。直升機發(fā)動機驅(qū)動旋翼提供升力,，把直升機舉托在空中,，旋翼還能驅(qū)動直升機傾斜來改變方向。螺旋槳轉(zhuǎn)速影響直升機的升力,，直升機因此實現(xiàn)了垂直起飛及降落,。

直升機的發(fā)明
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' |$ ~/ a$ R* v# `) o' @1939年，美國人西科爾斯發(fā)明了第一架直升機,，機身外形和現(xiàn)在的沒多大區(qū)別,，仍被設(shè)計者采用。

+ `! [9 _6 s8 N7 J, L直升機的用途

$ Y" j9 U) d* R1 z直升機因為有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢，受到廣泛應(yīng)用,，直升機由于可以垂直起飛降落不用大面積機場主要用于觀光旅游,、火災(zāi)救援、海上急救,、緝私緝毒,、消防、商務(wù)運輸,、醫(yī)療救助,、通信以及噴灑農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資源,，等國民經(jīng)濟的各個部門,。世界直升機的隊伍逐漸壯大。
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1 r) |: G7 _5 ?% i! d) v: l# K武裝直升機：裝有武器并執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的直升機,。亦稱攻擊直升機或強擊直升機,。主要用于攻擊地面、水面和水下目標,，為運輸直升機護航,，也可與敵直升機進行空戰(zhàn)。具有機動靈活,，反應(yīng)迅速,，適于低空、超低空抵近攻擊,，能在運動和懸停狀態(tài)開火等特點,。多配屬陸軍航空兵，是航空兵實施直接火力支援的新型機種,。武裝直升機可分為專用型和多用型兩種,。專用興武裝直升機是專門為進行攻擊任務(wù)而設(shè)計的，其機身窄長,，機艙內(nèi)只有前后或并列乘坐的2名乘員（甚至1名乘員）,，作戰(zhàn)能力較強；多用途武裝直升機除用來遂行攻擊任務(wù)外,，還可用于運輸,、機降,、救護等,。反坦克作戰(zhàn)是武裝直升機的主要用途之一,，因此武裝直升機又被稱為“坦克殺手”,；它與坦克對抗時,，在視野速度,、機動性及武器射程等諸方面明顯處于優(yōu)勢地位,。艦載武裝直升機還可擴大艦艇或艦隊的作戰(zhàn)范圍,，增強作戰(zhàn)能力。武裝直升機一般攜帶機槍,、航炮,、炸彈、火箭和導(dǎo)彈等多種武器,，最大平飛時速300千米以上,，續(xù)航時間2－3小時。武裝直升機廣泛用于現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭,，在戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要作用,，受到世界各國的十分關(guān)注。



    直升機基本上算是一種空中運輸部隊,，它可以將２個部隊搭載到行動范圍上的任何一個方格之上,，無論旁邊是否有敵軍部隊。直升機只能運載步行部隊─無法運載機械化部隊,。
3 l8 p0 R% X  n* x8 s+ H# X2 b, u    城市的戰(zhàn)略資源貯存區(qū)中,，必須要有原油以及橡膠才能生產(chǎn)直升機。
    現(xiàn)代直升機的最早概念其實是來自于畫家兼工程師的萊昂納多·達芬奇,，他在公元１６世紀描繪了一臺以螺旋槳驅(qū)動的飛行器,。不過一直等到公元１９３９年時，第一臺實用型的直升機才被設(shè)計出來,。直升機比起固定翼飛行器來說有個獨特的優(yōu)點,，就是它可以垂直起降，這使得直升機可以在無法建造跑道的狹窄地區(qū)中執(zhí)行任務(wù),。在今日，直升機在民間運用為救援用運輸工具,，或是進行執(zhí)法勤務(wù),。直升機在軍事上的用途有許多種，由大型的運輸機到人員運輸機到移動迅速的飛行坦克不等,，后者主要是擔任由空中支援地面作戰(zhàn)的角色,。

老鷹

作為一種特殊的飛行器，直升機的升力和推力均通過螺旋槳的旋轉(zhuǎn)獲得,，這就決定了其動力和操作系統(tǒng)必然與各類固定機翼飛機有所不同,。一般固定翼飛機的飛行原理從根本上說是對各部位機翼的狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，在機身周圍制造氣壓差而完成各類飛行動作,，并且其發(fā)動機只能提供向前的推力,。但直升機的主副螺旋槳可在水平和垂直方向上對機身提供動力，這使其不需要普通飛機那樣的巨大機翼,，二者的區(qū)別可以說是顯而易見,。下面我們便對直升機的操控系統(tǒng)做一個簡單的剖析,。
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操縱系統(tǒng)

, A/ C$ Y! i, j; ^' O　　直升機的操縱系統(tǒng)可分為三大部分：
　　踏板　在直升機駕駛席的下方通常設(shè)有兩塊踏板，駕駛員可以通過它們對尾螺旋槳的輸出功率和槳葉的傾角進行調(diào)節(jié),，這兩項調(diào)整能夠?qū)�機頭的水平方向產(chǎn)生影響,。
　　周期變距桿　位于駕駛席的中前方，該手柄的控制對象為主螺旋槳下方自動傾斜器的不動環(huán),。不動環(huán)可對主螺旋槳的旋轉(zhuǎn)傾角進行調(diào)整,，決定機身的飛行方向。


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. W# u, b8 k9 P8 K- G8 U$ l5 _總距桿　位于駕駛席的左側(cè),，該手柄的控制對象為主螺旋槳下方自動傾斜器的動環(huán),。動環(huán)通過對主螺旋槳的槳葉傾角進行調(diào)節(jié)來對調(diào)整動力的大小。另外,，貝爾公司生產(chǎn)的系列直升機在總距桿上還集成有主發(fā)動機功率控制器,，該控制器可根據(jù)主螺旋槳槳葉的旋轉(zhuǎn)傾角自動對主發(fā)動機的輸出功率進行調(diào)整。
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飛行操作

　　升降　有些讀者可能會認為,，直升機在垂直方向上的升降是通過改變主螺旋槳的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的,。誠然，改變主螺旋槳的轉(zhuǎn)速也不失為實現(xiàn)機體升降的方法之一,，但直升機設(shè)計師們很早之前便發(fā)現(xiàn),，提升主螺旋槳輸出功率會導(dǎo)致機身整體負荷加大。所以,，目前流行的方法是在保持主螺旋槳轉(zhuǎn)速一定的情況下依靠改變主螺旋槳槳葉的傾角來調(diào)整機身升力的大小,。駕駛員可通過總距桿完成這項操作。當把總距桿向上提時,，主螺旋槳的槳葉傾角增大,，直升機上升；反之,，直升機下降,。需要保持當前高度時，一般將總距桿置于中間位置,。
　　平移　直升機最大飛行優(yōu)勢之一是：可以在不改變機首方向的情況下,，隨時向各個方向平移。這種移動是通過改變主螺旋槳的旋轉(zhuǎn)傾角來實現(xiàn)的,。當駕駛員向各個方向扳動周期變距桿時,，主螺旋槳的主軸也會發(fā)生相應(yīng)的傾斜。此時,，主螺旋槳所產(chǎn)生的推力分解為垂直和水平兩個方向的分力,，垂直方向的分力依舊用于保持飛行高度，水平方向上的分力可使機身在該方向上產(chǎn)生平移,。
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需要指出的是,，以上分析是將主螺旋槳看作一個整體而得出的,。如果我們把目光投向每一片槳葉的受力情況，將呈現(xiàn)出更為復(fù)雜的情況,。直升機螺旋槳的橫截面與普通飛機機翼的橫截面類似,，均為頭粗尾尖的紡錘型或半紡錘型。當槳葉劃過空氣時的切入角度發(fā)生變化時,，槳葉所產(chǎn)生的升力也會隨之改變,。而在直升機主螺旋槳的旋轉(zhuǎn)面偏離水平面的情況下，單片槳葉劃過空氣的切入角度將隨著螺旋槳的轉(zhuǎn)動而發(fā)生周期性的變化,。同理,，該片槳葉所產(chǎn)生的升力也會表現(xiàn)為周期性的改變。這也是駕駛艙中控制主螺旋槳主軸角度的操縱桿被稱為周期變距桿的由來,。以四槳葉結(jié)構(gòu)的螺旋槳為例,，當其旋轉(zhuǎn)面發(fā)生傾斜時，相對的兩片槳葉所產(chǎn)生的升力差同樣會對機身的飛行姿態(tài)和移動方向造成影響,。事實上,，設(shè)計師正是利用了這種升力差，才能夠使直升機在空中靈活自如地飛行,。
) |( M/ C3 H/ y4 L/ s　　旋轉(zhuǎn)　那么直升機又是如何在水平面上進行旋轉(zhuǎn)的呢,？這個功能是通過直升機的尾螺旋槳來完成的。對于只裝有一具主螺旋槳的直升機來說,，如果把機身和主螺旋槳看作一對施力和受力物體的話,，主螺旋槳旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的反作用力必然會使機身向相反的方向轉(zhuǎn)動。要保持機身的穩(wěn)定,，就必須增加一個額外的力矩來抵消這種旋轉(zhuǎn),，這也是設(shè)計師在直升機尾部安裝尾螺旋槳的原因。當直升機處于直線飛行時,，尾槳的推力力矩與主槳的反作用力矩剛好構(gòu)成一對平衡力矩,，而只需改變尾槳的輸出功率機身就可以在水平面上進行旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)直升機都是通過駕駛席前方的一對腳踏板來調(diào)整機頭方向,。有了上面的分析，我們就不難理解這對踏板實際控制的是尾槳的功率,。
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　通過上面的介紹,，相信讀者已經(jīng)對直升機的駕駛和飛行原理有了初步的了解。事實上,，直升機的每一個動作都是上述三個基本控制系統(tǒng)共同作用的結(jié)果,。以起飛為例，直升機在起飛時通常是先啟動主螺旋槳,，使飛機垂直升至1～1.5米的高度,，然后駕駛員會一方面加大主螺旋槳的槳葉傾角來加快爬升,，另一方面還會讓主螺旋槳向前傾斜以提升飛行速度。隨著主螺槳旋功率的增加,，駕駛員還需不斷調(diào)整尾螺旋槳的功率使機身保持直線飛行�,？梢哉f直升機在飛行中的每時每刻都貫穿著數(shù)個力的平衡與失衡,，所以直升機的操作系統(tǒng)看似簡單，要想真正掌握卻絕非易事....

老鷹

直升機能飛上天的原理是什么呢,？要想理解它必須先理解1600年伯努利發(fā)現(xiàn)的"伯努利原理"。如果知道了這個原理就能知道直升機升天的原理了,。所謂"伯努利原理"就是類似空氣或水的流體流速快,，流體產(chǎn)生的壓力就會變?nèi)酢Ｋ�以水流動時如果一邊的水勢強,，另一邊弱那么水勢弱的一邊壓力就大,，水勢強的一邊壓力就小。如果在它們之間放入樹葉,，樹葉就會順著水勢強的一邊,。因為水勢弱的一邊壓力大，水勢強的一邊就把樹葉推向弱的一邊,。

半圓模樣的木板經(jīng)過大氣時同樣如此,。把半圓圓的一面朝上放置以后，如果把半圓向前移動就把空氣分成了上下兩股氣流,。向上的空氣就會沿著半圓圓的一邊流動,，向下的空氣就會沿直線流動。因為半圓的長度更長,，向上的空氣流動更快,。下面流動較慢的空氣就被流動快的空氣－壓力較弱的－上方推動做半圓運動。這種力被稱為"舉力",。飛機能飛上天也是有了這種力的緣故,。因為飛機的機翼上部旋轉(zhuǎn)出的是流線型，所以就能很容易的上升,。

直升機上升的原理稍微復(fù)雜一些,。因為它雖然利用了舉力但是和流線型的機翼產(chǎn)生的舉力是不同的。直升機的旋轉(zhuǎn)機翼上部和下部是一樣的,。那么是如何產(chǎn)生舉力的呢,？直升機改變旋轉(zhuǎn)機翼的角度就產(chǎn)生了舉力。

  Z: q- w% l0 Z5 n3 o* v( ?6 ~這可以坐在車上體會到,。汽車行駛時把旁邊的車窗放下后把手略微伸出窗外,。如果把水平伸開的手稍微向前傾斜就能感到手在上升,。在水平面上傾斜后接受風的上下面積不同就產(chǎn)生了舉力。利用這個原理直升機把中央螺旋槳的機翼角度傾斜后使之旋轉(zhuǎn)就產(chǎn)生了舉力,。

9 U- A; Q2 `9 u1 S6 Z想要改變直升機方向時只要改變機翼面的角度就行了,。這可以從陀螺上得到驗證。輕輕撥動沿反時針方向急速旋轉(zhuǎn)的陀螺的右邊就會發(fā)現(xiàn)陀螺會向前旋轉(zhuǎn),。陀螺旋轉(zhuǎn)時同時進行兩邊的旋轉(zhuǎn)運動,。一種是自己沿著軸旋轉(zhuǎn)的運動，另一種是沿著軸周圍旋轉(zhuǎn)的運動,。一般旋轉(zhuǎn)式這兩個運動會保持均衡,，如果撥動旋轉(zhuǎn)的陀螺的一邊，破壞了這種平衡,，那么為了保持平衡陀螺就會反射似地向前旋轉(zhuǎn),。物理學(xué)家們把這種作用稱為"旋進性(Gyroscopic Precession)"（陀螺進動）。直升機向前飛行就是依據(jù)這個原理,。

超人回來

老鷹,，很專業(yè)啊,！

0 {7 k$ Q, h" _4 ?1 Q4 ^, D好像“我在飛”社友在這方面很有興趣,。
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: j' v5 q, U: L[ 本帖最后由 超人回來 于 2008-5-17 23:02 編輯 ]

深南大道

不知道國產(chǎn)直升機的水平如何？
( a! ^+ w" I8 [& W' U% u& E我知道江西有個造直升飛機的地方
% m% B4 h; s7 ~5 R/ q  I好像也造汽車了

一兩酒

江西有個造直升飛機的地方
哈爾濱也有個,
江西那個發(fā)展的還行.和法國人合作的挺多.
法國人,鳥法國人!
; }. l) _' w# l4 G0 s8 x1 j跟母公司的法國工廠打過交后,我就不明白,這么個懶懶散撒的民族,居然能把直升機這種玩意搞得佷溜,真是TMD的不爽!

深南大道

也許懶散只是他們的生活作風
7 h, |1 q$ R) s9 u# r5 I工作作風估計就不一樣了
# b, ?5 f# u8 L4 ~; q瘦死的駱駝再怎么樣也要比馬大吧
人家可是工業(yè)革命走在前面的國家,，有底蘊的

一兩酒

你可能碰到的是比較好的法國人.
6 S( X3 O2 T  D2 ]  V我和他們聯(lián)系或者業(yè)務(wù)往來的時候,他們提出的種種蠻橫,無理的要求,推卸責任,極其不負責任.
我TMD要是他站在我面前,恨不得抓起電話機就開他的瓢!

一兩酒

不過這幫鳥人干出的活(我了解的方面),確實沒有什么好挑的.
' j; M) V% |6 r' y上次在北方一個赫赫有名的大客戶那兒,客戶一天打三遍電話,說你們東西有問題,
我們做了1個小時飛機,7個小時汽車趕到了,結(jié)果法國佬的東西和國內(nèi)的東西都在現(xiàn)場,
法國佬的東西沒有任何問題,而且工作的精度是國產(chǎn)頂級廠家的3倍,那個赫赫有名的大客戶現(xiàn)場監(jiān)理P都不懂,外行話直冒,
我都感覺臉上發(fā)燒,那個法國佬搞清楚了什么回事之后,招呼都不打一聲,立馬走人.
江西那個廠和法國人合作的時候,法國人也是漫天要價.